[发明专利]硝酸根的荧光检测方法及检测试剂盒

说明书

本发明公开了硝酸根的荧光检测方法。本发明采用锌先还原硝酸根成亚硝酸根，然后采用检测亚硝酸根的方法，间接检测硝酸根，根据Griess反应原理，亚硝酸根形成重氮化过程而显色，进而构建硝酸根检测试剂盒。本发明可实时、快速、可视化检测，并且材料制备过程简单，费用低廉；检测过程也方便快捷。可视化试剂盒检测硝酸根的检测限达到0.1ppm，低于国家水质或土壤中硝酸根检测标准。对于不同农户方便检测土壤中硝酸根含量，进而确定水及土壤中肥效的高低，以及采取相应的应对水及土壤措施。

技术领域

本发明涉及硝酸根的荧光检测方法及检测试剂盒，本发明用于环境中如水、土壤中的硝酸根检测。

背景技术

高浓度的硝酸盐离子是一种无处不在的污染物，由于氮肥在土壤中的过度使用，过量硝酸根导致藻类大量生长、水生物种缺氧。通过生物链危害人类健康，能导致血红蛋白转化为高铁血红蛋白，导致人缺氧。还可导致水生动物的血红蛋白血症和蓝婴综合征。2002年，联合国粮食及农业组织和世界卫生组织规定每日可接受的硝酸盐摄取量为每公斤体重3.7毫克。美国环境保护署规定饮用水中亚硝酸盐和硝酸盐离子的最大污染水平为71.4μM和714μM。我国环境保护部对地表水源生活饮用水限制为≤10mg/L，并规定集中式饮用水水源地下水的硝酸盐氮≤20mg/L。

目前已发展出色谱法、电化学法、毛细管电泳法、化学发光法和比色法等多种检测硝酸根方法。其中硝酸根的荧光测定被广泛应用，大多数方法是基于不同还原剂将硝酸根还原为亚硝酸盐，如水合肼，V(III)或酶系，Cu-Cd还原剂柱，Zn，Zn-Cd等还原剂[1-5]。通过酸化亚硝酸盐使芳香胺重氮化的Griess反应，确定亚硝酸根的含量，进而确定硝酸盐含量。以上检测硝酸根，大多数基于流动分析法还原硝酸根为亚硝酸根，再根据Griess反应，通过颜色变化，进而测出硝酸根。对于硝酸根检测分析，起到了一定的作用。但其中还原过程复杂，并且时间较长，且分析要求使用复杂的仪器，这些方法限制了现场、实时分析硝酸根传感器的使用。比色法也常用于亚硝酸根的分析，亚硝酸根与磺胺形成重氮化过程，通过形成红色偶氮染料的颜色变化，可视化检测亚硝酸根[6]，但是颜色形成过程时间较长，对于需要及时、现场分析硝酸根的场景，其并不能很好的适用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种快速检测硝酸根的荧光检测方法以及荧光检测试剂盒，克服了传统硝酸根检测时间长不适用于现场快速检测的问题。荧光检测试剂盒中的荧光材料溶于水相，检测过程中荧光强度逐渐降低，用于水中、土壤中硝酸根的快速检测。本发明所要解决的技术问题是：实现环境中，如水、土壤中的硝酸根快速、现场的检测。

本发明根据盐酸萘乙二胺对亚硝酸根的响应，及柠檬酸碳点具有的荧光特征--紫外灯下显亮蓝色，把两者有机结合，制备荧光碳点，通过荧光淬灭检测亚硝酸根。结合上述硝酸根还原成的亚硝酸根离子，实现对硝酸根的荧光检测。

本发明硝酸根的荧光检测方法，采用盐酸萘乙二胺与柠檬酸水热法合成荧光碳点，将含硝酸根的待测液通过还原剂还原得到含亚硝酸根的溶液，在紫外灯下将荧光碳点与含亚硝酸根的溶液混合，观察颜色变化。以此则可实现硝酸根的定性检测。

所述检测方法中，优选的，水热法合成荧光碳点是在反应釜中170-190摄氏度下，连续加热4-6小时形成荧光碳点溶液；荧光碳点的合成中加入磷酸盐，盐酸萘乙二胺、柠檬酸及磷酸盐摩尔比1：1.8-2.2：0.4-0.8，更优选所述盐酸萘乙二胺、柠檬酸及磷酸盐摩尔比1：2：0.5；所述还原剂为锌粉。研究发现，仅采用盐酸萘乙二胺和柠檬酸也可以，但检测限高一些，灵敏度低一些；水热法合成荧光碳点反应温度太高会碳化，而温度过低反应不完全；加热时间3小时反应不完整，但时间太长，浪费电能。所述磷酸盐可以为可溶性盐如可以为磷酸钠、磷酸钾等。

为实现硝酸根的定量检测，本发明采用了一种硝酸根的荧光检测方法，其包括下述步骤：(1)通过盐酸萘乙二胺和柠檬酸及磷酸盐的掺杂在反应釜中180摄氏度下、连续加热5小时水热法合成荧光碳点溶液；盐酸萘乙二胺、柠檬酸及磷酸盐摩尔比1：2：0.5；